Ingeniero Civil / Barton (1973) caracterizó la resistencia al corte de diaclasas en escala de laboratorio (~100 mm), desarrollando un criterio de resistencia al corte que considera la influencia de la rugosidad de la junta mediante el Joint Roughness Coefficient (JRC). A pesar de que inicialmente se desarrolló como un parámetro de ajuste, el JRC de diaclasas in-situ, cuyo largo varía en varios ordenes de magnitud, es determinado empíricamente mediante comparación visual con un set de perfiles representativos de pequeña escala elaborado por Barton & Choubey (1977). El objetivo de este trabajo es estudiar numéricamente el efecto de escala y el intervalo de muestreo espacial del perfil en la resistencia al corte de diaclasas bidimensionales sometidas a cargas normal constante. Se utilizaron simulaciones numéricas de elementos finitos de ensayos de corte directo para perfiles de pequeña y gran escala (~100 y ~1000 mm respectivamente), generados mediante el escalamiento de los perfiles standard de Barton & Choubey (1977), considerando además distintos intervalos de muestreo espacial y rugosidades. La elaboración de la geometría de los modelos y sus mallados, la ejecución de las simulaciones y el procesamiento de los resultados fueron automatizados para facilitar los cientos de simulaciones requeridas para el estudio. Los modelos fueron calibrados mediante análisis de sensibilidad, teniendo en consideración la precisión, convergencia y tiempo de cómputo de las simulaciones. Los resultados obtenidos muestran una buena relación con los resultados experimentales y confirman que el intervalo de muestreo en la caracterización de la rugosidad de las diaclasas afecta sus curvas tensión de corte desplazamiento. Las simulaciones de diaclasas de distinta escala, que sólo difieren en su largo y altura de asperezas manteniendo el resto de las propiedades constantes (i.e. propiedades del material, geometría del perfil, condiciones de borde), no muestran diferencias en la resistencia al corte máxima movilizada.

Geóloga / Las precipitaciones anómalas ocurridas a fines de marzo del 2015 en las regiones de Coquimbo, Atacama y Antofagasta desencadenaron eventos aluvionales con consecuencias catastróficas para la población residente en áreas urbanas. En Tierra Amarilla, la quebrada Carrizalillo aportó la mayor cantidad de material en la zona, llegando el flujo hasta el área urbana ubicada a más de 6km de la desembocadura de ésta. De menor longitud es la quebrada De Meléndez, que desemboca directamente al área urbana de la comuna. En este trabajo se estudian los factores condicionantes de generación de flujos de detritos y la caracterización geomorfológica de las cuencas hidrográficas mencionadas, y se aplica una metodología para evaular la susceptibilidad de generación de flujos de detritos en las hoyas correspondientes a la quebrada Carrizalillo y De Meléndez. La metodología aplicada se basa en una ponderación de factores condicionantes, tomando como base la de Lara (2007). Los factores condicionantes que se consideran son la geomorfología, la geología y geotecnia, el clima y la vegetación, la intervención antrópica y los antecedentes históricos de eventos aluvionales. El detalle y desglose de cada factor es modificado para adaptarlo al tipo de terreno que se está analizando, descartando algunos subfactores y agregando el de densidad de redes de drenaje. Adicional a la aplicación de la metodología se realiza una caracterización geomorfológica y geológica de ambas cuencas. Los resultados indican medias a altas susceptibilidades de movilidad de material para la hoya de la quebrada Carrizalillo, con 53,35 km2 de aporte de material de un total de 1.110,88 km2. La quebrada De Meléndez posee una hoya con poca área aportante, y susceptibilidad media de generar flujos de detritos. Es importante considerar el alcance de cada hoya a zonas altas donde ocurre más precipitación.

Tesis para optar al grado de Magíster en Geografía / En esta investigación se estudia la distribución espacial de la amenaza hidrometeorológica, debido a eventos de precipitación máxima entre los 21° y 34° latitud Sur de Chile Continental y su implicancia en los procesos de remoción en masa por flujos en el caso de estudio de las unidades de respuesta de la Cuenca del río Copiapó. Para ello se calcularon los valores máximos probables de precipitación en 24, 48 y 72 horas, analizando las cantidades máximas de precipitación en estaciones pluviométricas con registros desde 1940 hasta el 2015. Se empleó el procedimiento objetivo de análisis estadístico, basado en el ajuste de los datos a leyes de probabilidad, en particular Gumbel Max, y el posterior cálculo de valores máximos para distintos períodos de retorno de 10, 50 y 100 años. Además, se aplicó la metodología de LARA (2007) para determinar la susceptibilidad de remoción por flujos. Los resultados distinguen tres macrozonas, la primera llamada desértica con un umbral de precipitación máxima menor a 30 mm., la segunda llamada desértica intermedia con un umbral de precipitación máxima menor a 60 mm., y una tercera correspondiente al semiárido y mediterráneo con precipitación máxima con un umbral sobre los 60 mm. Teóricamente, se cumple la hipótesis: que las lluvias generadas en períodos estivales en la zona preandina de la Región Metropolitana, su umbral es de 60 mm., no solamente en 24 horas, sino también en 48 y 72 horas; mientras que en los distintos sectores de la ciudad de Antofagasta, su umbral máximo es de 30 mm., en 24 horas, al igual que en 48 y 72 horas. Para el caso de estudio de la Cuenca del río Copiapó, se cumple la hipótesis que el desarrollo de flujos o aluviones se generan con pendientes mayores al rango entre 15° y 25° y se gatilla con un umbral mínimo de precipitación máxima de 22 mm., en 24, 48 y 72 horas.

El presente estudio tiene como propósito determinar la geología y geomorfología de la zona ubicada en la confluencia del estero Morado con el río Colina, en el flanco oeste del volcán San José (Región Metropolitana de Santiago, 33.7° S), caracterizada por una serie de grandes depósitos previamente descritos en la geología regional como un conjunto de morrenas o de depósitos de remoción en masa sin distinción interna. La geomorfología del área se define a partir de las características de cada uno de los distintos depósitos, su tipología y relación morfoestratigráfica. Para lograr este objetivo, se realizó un trabajo descriptivo en terreno con el fin de definir las principales unidades (identificables a una escala 1:20.000) geológicas y geomorfológicas de la zona, enfocándose principalmente en la descripción de las características de los depósitos no consolidados (facies granulométricas, dimensiones, morfología y litología predominante en sus clastos) y sus relaciones de contacto. La zona se encuentra en gran parte cubierta por depósitos no consolidados dentro de los cuales es posible distinguir: superficies y depósitos de origen fluvial, glacial y lacustre, planicies y abanicos aluviales, conos coluviales, morrenas y depósitos de remoción en masa. En base a lo anterior es posible identificar en la zona una superposición morfoestratigráfica constituida principalmente de morfologías de origen glaciar, evidenciadas por tres importantes niveles de morrenas, y de fenómenos de remoción en masa, dentro de los cuales se encuentran depósitos generados por procesos de reptación o solifluxión, caídas de rocas y deslizamientos o avalanchas de roca. En éste último grupo destacan grandes (106 m3) depósitos de avalanchas de rocas, de las cuales fue posible identificar 4 eventos mayores que habrían ocurrido durante el período Pleistoceno Superior tardío - Holoceno. Estos fueron posiblemente activados por eventos sísmicos de baja profundidad, lo cual es además sugerido por su cercanía a la falla El Diablo, ubicada a no más de 4 km de la mayoría de las zonas de origen de los movimientos en masa, y que presenta indicios de actividad actual. Los resultados anteriores combinados con trabajos recientes de peligro sísmico regional en la zona central de Chile, permiten obtener una aproximación cualitativa del peligro de remoción en masa para la zona, el cual se define preliminarmente como alto. Sin embargo, dicha estimación depende fuertemente del peligro sísmico de las estructuras cercanas como las fallas Chacayes-Yesillo, Laguna Negra y El Diablo, el cual no es conocido en detalle.

La susceptibilidad es la capacidad o potencialidad de una unidad geológica o geomorfológica de sufrir un proceso geológico determinado, en este caso expresa la posibilidad de que un fenómeno de remoción en masa ocurra en un área. El presente trabajo consiste del análisis de susceptibilidad de remoción en masa en la Quebrada de Macul, Región Metropolitana de Santiago, aplicando la metodología de Lara (2007). La hoya hidrográfica de la Quebrada de Macul se dividió en 137 unidades geomorfológicas, basándose principalmente en la orientación de la ladera, la pendiente y la litología. Para la zona de estudio se analizaron cuatro tipos de remociones en masa: flujos de detritos, deslizamientos de suelos, deslizamientos de rocas y caídas de rocas. A cada unidad geomorfológica se le calculó un Índice de Susceptibilidad (IS) para cada uno de estos tipos de remociones. Este índice, que varía entre 0 y 100, se basa en la suma de los puntajes ponderados para cada uno de los factores condicionantes de remociones en masa, los que varían según el tipo de remoción. Las unidades con IS ≥ 50 se considerarán como susceptibles y se seleccionarán para análisis específicos posteriores. En los mapas de susceptibilidad de flujos y de deslizamientos de suelos, las más altas susceptibilidades se encuentran en la parte más alta de la quebrada de Macul. En el mapa de susceptibilidad de deslizamientos de rocas, éstas se encuentran mayoritariamente al sur del cauce principal, en la zona central del área de estudio. En el mapa de susceptibilidad de caídas de rocas, se encuentran las más altas susceptibilidades y la más alta cantidad de unidades con IS > 50. Éstas se distribuyen en la zona de estudio de una forma relativamente homogénea, predominando al sur del cauce principal. Aún cuando la mayoría de los registros de remociones en masa que se tienen del sector son flujos de detritos y barro, la información obtenida de los análisis y de las evidencias encontradas en la alta cordillera, sugieren que son las caídas de rocas las remociones más recurrentes. Por lo tanto, por la aplicación de la metodología de Lara (2007), se obtienen resultados que respaldan lo encontrado en terreno.

Ingeniera Civil / La faena minera El Teniente, CODELCO, es propensa, como cualquier otra actividad desarrollada en una zona montañosa, a sufrir los embates producidos por un aluvión. Bajo esta condición de riesgo, la actividad es paralizada en caso de presentarse una alerta, la cual se basa en un pronóstico meteorológico, considerando los posibles daños personales y materiales que puedan presentarse. Sin embargo, la generación de falsas alarmas provoca pérdidas importantes, debido a la nula producción durante dichos periodos. Con el objetivo de mejorar el pronóstico de aluviones en la zona, el presente trabajo de título busca desarrollar un sistema de soporte de decisiones que permita conocer el valor de la información asociado a un nuevo modelo de pronóstico hidrometeorológico. Por medio de un árbol de decisiones, cuyos nodos de decisión, ligados a la paralización de la faena, reflejan la alternativa de tomar la respuesta entregada por el modelo o la de decidir directamente dado el pronóstico meteorológico, y cuyos nodos de incertidumbre están asociados a las respuestas del modelo y a los estados de la naturaleza, referidos a la ocurrencia del aluvión, se busca determinar y comparar los costos de cada una de las decisiones. El modelo de pronóstico de aluviones integra un pronóstico meteorológico, un modelo hidrológico y un modelo de estabilidad de taludes de la cuenca, disponible en el Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile. Este modelo es utilizado bajo un enfoque de Monte Carlo, lo cual permite considerar la incertidumbre asociada su funcionamiento al incorporar, para ciertas variables, su distribución y no sólo valores promedio. El modelo utiliza información disponible de la cuenca del río Rapel, en cuanto a topografía, cobertura vegetal y uso de suelo, y registro de datos meteorológicos. Además se cuenta con un registro de eventos entre los años 2007 y 2010. Como resultado, el modelo entrega un factor de seguridad, variable que indica el grado de estabilidad del terreno. Valores menores a uno indican alerta de aluvión. Los resultados muestran que utilizar un árbol de decisiones permite conocer el valor asociado a la utilización del modelo de pronóstico de aluviones. El valor de la información entregada por el modelo de pronóstico de aluviones depende del costo de los daños provocados por el aluvión y de la probabilidad de ocurrencia del mismo; alcanza valores cercanos a un millón de dólares, cuando los costos asociados a los daños son cercanos a los beneficios de la producción y la probabilidad de ocurrencia del evento es media, pero llega a ser nulo cuando estos costos son más bajos o bien la probabilidad de ocurrencia del aluvión lo es.

Memoria para optar al título de Geóloga / Los eventos de remoción en masa constituyen una constante amenaza para un país formado por cadenas montañosas como es el caso de Chile. En particular los flujos de detritos corresponden a los tipos de remoción que mayor potencial destructivo tienen, y en general, se encuentran relacionados a eventos de precipitación intensas. A lo largo de todo el territorio chileno se reconocen eventos de esta naturaleza y la Región de Coquimbo no es una excepción, ya que se han reconocido numerosos flujos, por ejemplo en la Cuenca del Río Elqui. Entre los eventos ocurridos en las últimas décadas se mencionan los de los años 1992, 1997, 2004, 2006, 2015 y 2017, de los cuales se tiene registro. El objetivo general de este trabajo es establecer una relación entre los flujos de detritos y las precipitaciones, mediante un análisis estadístico. Para esto se construye un catastro de remociones en masa, a partir de la modificación datos de SERNAGEOMIN y un catastro de precipitaciones, los cuales se sintetizarán en una base de datos. La relación entre ambos factores se establece mediante una regresión logística. De acuerdo a la información analizada, se reconoce la predominancia de los flujos (detritos, barro, arena) sobre los demás tipos de remociones en la Región de Coquimbo. En la mayoría de los casos estos se encuentran en las zonas cordilleranas, con particular concentración en la Cuenca del Río Elqui en las distintas fechas con eventos. Las precipitaciones asociadas a dichos flujos, corresponden a precipitaciones intensas y en periodos de tiempo acotados en torno a las fechas de los eventos. A partir del análisis estadístico se establece la relación entre la ocurrencia de los flujos de detritos y las variables independientes. Entre estas últimas se reconocen la precipitación diaria, la precipitación antecedente a 1 día y la altura de la isoterma 0°C, la cual se encuentra estrechamente relacionada a los fenómenos de precipitación. De los 224 casos analizados, el modelo es capaz de predecir correctamente un 95,1% de estos. Los índices estadísticos y los fundamentos geológicos, indican la validez del modelo escogido.

Geóloga / Chile, al ser un país tectónicamente activo, se encuentra vulnerable a distintos riesgos geológicos, entre los cuales lo más peligrosos son: terremotos, tsunamis, remociones en masa y erupciones volcánicas. El Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) publicó el primer catastro nacional de desastres naturales entre los años 1980 2015, a pesar de que se excluyeron el terremoto de Iquique (2014) y los daños causados por las erupciones volcánicas, el número de fallecidos es al menos 1.000 personas y los daños alcanzan un costo de US$32.000.000.000 en el periodo. Son estas cifras las que refuerzan la necesidad de estudiar a profundidad las condiciones favorables para que tales desastres no ocurran y así salvaguardar la vida e integridad de las personas. Unos de los casos importantes en el último tiempo es el ocurrido en el fiordo de Aysén, donde un enjambre sísmico que comenzó el 22 de enero del 2007 culminó el día 21 de abril del mismo año con un peak de 6.2Mw a las 13:50 hora local en Punta Cola. Este terremoto causó diversas remociones de masas, como deslizamientos de roca, de suelo superficial y de suelo-roca. Una de las avalanchas de rocas más grande fue la de Punta Cola, la cual registró un volumen inicial de 22,4 Mm3. Mediante el programa RAMMS Debris Flow se buscan los parámetros friccionales que mejor reproducen la avalancha de roca de Punta Cola. Durante el desarrollo se observan inconsistencias, principalmente, entre el volumen inicial de la remoción y el volumen final del flujo calculado por RAMMS, con una diferencia del 30% para una resolución de la grilla de 20 m, lo cual se debe a errores propios del programa, ya que éste no fue diseñado para volúmenes iniciales tan grandes. Para llegar a los resultados esperados se debe realizar una calibración mediante prueba y error hasta obtener alturas del run-up y de los depósitos similares a los observado en terreno por Oppikofer et al. (2012). La simulación que arrojó los parámetros que mejor emulan la avalancha fue la número 63, con unos resultados de 0,18 para μ, 100 [m/s2] para ξ, y un criterio de detención del 2%. Si bien, se presentan errores entre lo modelado y lo observado, que van desde un 3% a un 30%, éstos se encuentran dentro de lo esperado para análisis como este. Por lo tanto, se puede afirmar que el programa RAMMS-Debris Flow permite simular avalanchas de rocas adecuadamente.

Geóloga / Este trabajo se enfocó en estudiar los factores geológicos, geomorfológicos y antrópicos que fueron relevantes en la génesis e impacto del flujo aluvial ocurrido el 25 de marzo de 2015 en el río Salado, durante la fase de inicio de un episodio El Niño en el Océano Pacífico, con el fin de comprender sus parámetros físicos y modelar su comportamiento en Chañaral. En la ciudad de Chañaral, la inundación del aluvión abarcó un área total de 2,75 km2 alcanzando un máximo de 4,2 m en altura, mientras que sus depósitos alcanzaron un máximo de 3,2 m. El estudio tanto en terreno como en laboratorio a partir de muestras de estos depósitos, permitió definir distintas facies según su granulometría, composición junto a otras características sedimentológicas, y su ubicación, encontrándose facies de canal, facies de desborde norte, facies de desborde proximal sur, facies de desborde distal sur, facies de desborde lateral sursur. A partir de lo anterior, se interpretó que el flujo aluvial que impactó la ciudad constituyó un flujo de barro en el cual el aporte de agua fue principalmente dado por la lluvia en la pre-cordillera y la alta cordillera de Los Andes en la cuenca hídrica del río Salado, y que el aporte de material habría provenido principalmente de la erosión de los depósitos no consolidados. El patrón de drenaje y la morfología de esta cuenca fueron factores que intensificaron los flujos puesto que todas las quebradas afluentes desembocan finalmente en un solo cauce principal, el río Salado en Chañaral, a lo cual se sumaron las altas pendientes en la pre-cordillera que imprimieron mayor energía a estos mismos flujos desde sus inicios afectando fuertemente también a las localidades ribereñas a lo largo de todo el cauce de este mismo río. Las superficies aterrazadas sobre las cuales se sitúa la ciudad de Chañaral actuaron como límites naturales de la inundación en la zona sur, en particular el límite entre la terraza baja y aquella inmediatamente superior, mientras que factores antrópicos como la carretera 5 norte y desagues subdimensionados para el paso de aluviones de gran magnitud, pudieron haber actuado como un factor que favoreció la inundación hacia el casco histórico de la ciudad y en el sector norte de la playa de Chañaral. Además, se constató un retroceso de la línea de costa, a raíz de la erosión provocada por el flujo aluvial, generando extensos socavones que en parte alcanzaron la posición de la línea de costa antes del vertimiento de sendos depósitos de relave, principalmente entre 1938 y 1975, favoreciendo el trasporte de material eólico hacia la ciudad. El flujo alcanzó un máximo de 2700 km3/s y un volumen estimado según el caudal en el tiempo de 0,1 km3 (ajustado por un margen de error a 0,07 km3), el cual sería clasificado como un evento extremadamente grande según la literatura. Este volumen, en conjunto con un Modelo de Elevación Digital (DEM) de 30 m de resolución, se usaron para generar una modelación con LAHARZ, concluyéndose laeste relevancia de disponer de tanto las dimensiones y como la geometría de la inundación del aluvión para generar modelos 2D cercanos a la observación real, especialmente cuando existe pérdida de volumen en el mar. El conocimiento generado aquí busca ser un aporte para la planificación urbana, tomando en cuenta el contexto geomorfológico así como para el diseño de obras de mitigación adecuadas a la magnitud geológica de los eventos aluviales como éste.

El poblado de Cajamarquilla, localizado en el distrito de Lurigancho, Lima, es afectado continuamente por el impacto de movimientos en masa de tipo flujo aluvional que se suscita a lo largo del cauce de la quebrada Jicamarca. El desborde de este tipo de movimiento en masa, afecta áreas agrícolas, granjas, viviendas e industrias, que en conjunto permiten estimar niveles de vulnerabilidad de tipo social, económico y ambiental, cuyos reportes de incidencias más resaltantes y documentados se suscitaron en los años de 1983, 1987, 1998 y 2017. La investigación partió por la evaluación del evento aluvional, haciendo uso de imágenes satelitales, fotografías aéreas, crónicas y relatos, además de la estimación del índice de susceptibilidad a eventos aluvionales en la quebrada Jicamarca, importante para el análisis de este peligro. Asimismo, los tres tipos de vulnerabilidad citados, fueron analizados a partir del uso de indicadores clasificados según los factores de exposición, fragilidad y resiliencia, además de la valorización de estos, bajo un proceso de análisis jerárquico para el cálculo de los niveles de predisposición ante el evento. / Instituto Geofísico del Perú / Tesis